专题二 细胞代谢
【主干知识·网络构建】
高效性 显著降低活化能 C、H、O、N、P
CO2＋H2O（CH2O）＋O2 叶绿体基质
C3的还原 细胞质基质 细胞质基质
疑点必查
1.降低化学反应的活化能 可逆性改变
2.酶在细胞中的分布
3.较高的转移势能
4.催化ATP水解 ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合 能量的转移
5.葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化
6.乳酸或酒精
7.甘油、氨基酸等非糖物质
8.松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促进这些微生物对土壤有机物的分解，增加了CO2的分解和排放
9.NADP＋与H＋结合形成NADPH
10.不需要 ATP和NADPH
11.某些无机物氧化时所释放的能量
微专题1 酶和ATP
【必备知识·自主落实】
主干知识整合
1. 活细胞 内分泌细胞 蛋白质 RNA 活化能 细胞代谢 灭活
2.（1）①高效性 ②专一性
（2）①酶的活性 ②底物浓度 酶浓度
3.RNA
4.NADPH
易错易混辨析
（1）√ （2）× （3）× （4）× （5）√ （6）√
原因原理阐释
1.提示：高效性、专一性和作用条件较温和 空间结构
2.提示：在0～4 ℃时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高，因此酶制剂适于在低温（0～4 ℃）下保存
3.提示：蛋白酶也是蛋白质，可以与双缩脲试剂发生显色反应
4.提示：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得磷酸键这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，因而远离腺苷的那个特殊的化学键容易水解
5.提示：①实验思路：实验分三支试管（组），分别为加入等量过氧化氢和过氧化氢酶、过氧化氢和FeCl3溶液、过氧化氢和蒸馏水；或取3支试管，先各加适量H2O2溶液，再分别向上述3支试管中加适量且等量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液。观察各试管（组）中释放气泡（氧气）的快慢。
②预期的实验结果：O2的释放速度从快到慢依次是加过氧化氢酶溶液的试管（组）、加FeCl3溶液的试管（组）、加蒸馏水的试管（组）
【命题前沿·深化拓展】
突破点
命题点1
典例引导
C 若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变，C正确。
针对练习
1.C 甲组为无抑制剂条件下底物浓度与反应速率的关系，其反应速率均高于加入了竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂的反应速率，A正确；乙组为竞争性抑制剂与酶结合后的反应速度曲线，其特点是随着底物浓度的增加，底物与酶结合的频率增大，反应速度逐渐增强，B正确；丙组为非竞争性抑制剂与酶结合后的反应速度曲线，其特点是酶的结构被改变，酶不再与底物结合，即使增加底物浓度也不能提高反应速度，但是可以通过增加酶浓度来促进反应速率提高，C错误；甲组在底物浓度为15时，酶促反应速率已达最大，限制酶促反应速率的因素为酶，故甲组在底物浓度为15时再加入相同的酶，酶促反应速率将呈现上升趋势，D正确。
2.A 酶的化学本质为蛋白质或RNA，蛋白质类酶的合成场所是核糖体，形成过程中脱去水分子，而RNA酶合成场所不是核糖体，A错误；竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增加底物浓度而解除，因为可以增大底物与酶的接触概率，B正确；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合，改变酶的构象或阻止产物生成，降低酶的催化活性。即使底物能与酶结合，也无法得到产物。高浓度的底物不能使这种抑制作用逆转。故加入非竞争性抑制剂会使Vmax降低，Km值不变，C正确；Km值越小，说明在底物浓度较低时就达到了Vmax，说明酶与底物亲和力高，D正确。
命题点2
典例引导
B 温度过高，酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL失活，A正确；因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误；④加H2O，补齐了②中试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保证无关变量相同，C正确；pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。
针对练习
3.C 验证酶的专一性时，实验的自变量应为酶的种类或底物的种类，且实验设计遵循单一变量原则，需控制无关变量相同且适宜，A错误；若酶①为淀粉酶，则甲、乙试管进行对比时不可选用碘液作为检测试剂，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解，B错误；若酶①为淀粉酶，酶②为蔗糖酶，则甲、丙试管进行对比时可选用斐林试剂作为检测试剂，根据是否有还原糖的生成判断淀粉是否被水解，C正确；甲试管中加入的底物量与酶量相等，是为了保证在合理的浓度和用量下，反应能顺利进行，D错误。
4.B 水槽中滴几滴黑墨水，量筒中收集气体后可形成透明空气柱，便于观察量筒内的氧气体积读数，A正确；先打开分止水夹，再打开总止水夹才能使H2O2溶液同时注入各个试管，可保证各组实验同时开始，B错误；本实验是探究pH对过氧化氢酶活性的影响，除了自变量缓冲液的pH不同外，其他无关变量应保持相同且适宜，C正确；可用该装置进一步验证“过氧化氢酶的高效性”，则实验的自变量为催化剂的种类，即在缓冲液中加入氯化铁溶液，其他条件均相同，D正确。
命题点3
典例引导
C 离子的主动运输需要消耗能量，ATP转化为ADP时可以释放能量，供离子的主动运输利用，A正确；当图示ATP脱去β和γ位磷酸基团后就成为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸（RNA的基本组成单位之一），故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键断裂的过程是ATP水解释放能量的过程，其释放出的能量可供机体的绝大多数生命活动所利用，细胞核中进行的一些生命活动也需要ATP水解供能，如转录，C错误；光合作用过程中，光能可转化为化学能储存在ATP中，这些化学能主要储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键，D正确。
针对练习
5.B 分析题意，GTP（鸟苷三磷酸）的作用与ATP类似，推测其结构简式应为G—P～P～P，含有两个特殊化学键，A错误；结合题意分析可知，发动蛋白具有GTP酶活性，说明其具有催化作用，且线粒体分裂时发动蛋白有序地排布到线粒体分裂面的外膜上，该过程体现了发动蛋白具有运动功能，B正确；结合题干信息“线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白”可知，一般情况下，发动蛋白在细胞质基质中等待激活，C错误；分析题意可知，环线粒体的纤维状结构是由发动蛋白等组成的，蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成，D错误。
6.B 据表中数据可知，实验组肌肉收缩前ATP含量为1.30，收缩后为0.75，低于对照组收缩后的1.30，说明肌酸激酶阻断剂能抑制ATP的合成，原理可能是改变了肌酸激酶的空间结构，A正确；肌酸激酶具有专一性，酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，B错误；在肌酸激酶的催化下，将磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子中合成ATP，由ATP为肌细胞直接供能，C正确；据表中数据可知，实验组肌肉收缩前ATP含量为1.30，收缩后为0.75，ATP净消耗量为0.55；而肌肉收缩后ADP的净增加量为0.95－0.60＝0.35，说明部分ATP水解可能生成了AMP而不是ADP，D正确。
微专题2 光合作用和细胞呼吸
【必备知识·自主落实】
主干知识整合
2.（1） （CH2O） H2O NADPH [H]
4.温度、CO2浓度 ATP、NADPH 温度、光照强度
5.（2）①下移 上移 ②左移 右移 右移 左移 右移 左移 ③右上方
易错易混辨析
1.（1）× （2）√ （3）× （4）× （5）× （6）×
2.（1）× （2）√ （3）√ （4）√ （5）×
原因原理阐释
1.有氧呼吸第三阶段18O2与[H]结合生成了O，有氧呼吸第二阶段利用O生成C18O2，C18O2再参与光合作用的暗反应生成含18O的有机物
2.（1）悬液中具有类囊体膜以及叶绿体基质暗反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没有光反应提供的原料ATP和NADPH，所以无法形成糖类 （2）思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲、乙两组，两组植物应均进行饥饿处理（置于黑暗中一段时间消耗有机物），甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，脱绿后制作成匀浆，分别加入碘液后观察。结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生
3.NADPH、ATP和CO2 增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度
4.（1）光照强度 降低 （2）B菜地光照强度过高，导致蔬菜气孔关闭，二氧化碳吸收受阻，光合作用速率降低 （3）C的温度上升，光合作用有关酶活性下降，呼吸作用有关酶活性增加，C的净光合作用降低，产量下降，因此C的蔬菜产量低于B
【命题前沿·深化拓展】
突破点1
命题点1
典例引导
1.D 细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要一系列酶促反应即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1（PFK1）是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，A错误；由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但还具有其活性，B错误；由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C错误；运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP会增多，从而AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，细胞中ATP含量增多，从而维持能量供应，D正确。
2.A 由题意可知，电子经线粒体内膜最终传递给O2，4 ℃与25 ℃相比，O2消耗增加，说明其电子传递过程没有受阻，A错误；细胞呼吸时有机物的化学能转化成ATP的能量和热能，与25 ℃时相比，4 ℃时消耗O2多，但ATP生成量减少，说明其产热多，消耗葡萄糖的量多，B、C正确；已知DNP可使H＋从内外膜间隙进入线粒体基质时不经过ATP合酶，减少了ATP生成，同时从内外膜间隙进入线粒体基质的H＋增加，使内外膜间隙的H＋浓度降低，D正确。
针对练习
1.C 据图所示，ATP合成酶的作用是催化ATP的合成，同时运输H＋，A正确；由题干信息可知，Ⅲ、Ⅳ的作用是建立膜两侧H＋浓度差，最终H＋经ATP 合成酶流入B侧并促使ATP 合成，若Ⅲ、Ⅳ不能发挥作用，ATP 的生成效率将降低，B正确；图中所示过程为有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，Ⅲ、Ⅳ的作用是建立膜两侧H＋浓度差，使得A侧的H＋多于B侧，即膜A 侧的pH 低于 B侧，C错误；UCP（离子转运蛋白）可将H＋通过膜渗漏到线粒体基质中，从而降低膜两侧的H＋梯度，使能量以热能形式释放，因此消耗等量葡萄糖的情况下，若UCP 含量升高，热能的生成效率也升高，D正确。
2.A 糖酵解是指葡萄糖的分解，最终产物是丙酮酸，该过程在细胞质基质内完成，A错误；转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白，据图分析可知，孔蛋白是线粒体外膜上的通道蛋白，丙酮酸和H＋顺浓度梯度转运过程属于协助扩散，B正确；由于线粒体外膜和内膜因含有不同的蛋白质而对C3（丙酮酸）等物质的通透性差异较大，据图可知，在丙酮酸转运酶的参与下，H＋顺浓度梯度提供丙酮酸跨膜转运的能量，因此为主动运输，C正确；供氧充足的条件下，ATP对糖酵解相关酶的活性有抑制作用，即细胞质基质中ATP/ADP增高对糖酵解速度有抑制作用，D正确。
3.C 光合作用的光反应过程能产生ATP，光合作用的光反应能提高能荷，A正确；蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，Ca2＋的载体蛋白磷酸化的过程使能荷降低，B正确；除成熟红细胞外，人体其他细胞吸收葡萄糖的方式通常是主动运输，需要消耗能量，对能荷有影响，C错误；有氧呼吸需要消耗氧气，且产生能量，故氧含量可通过影响呼吸作用来影响能荷大小，D正确。
命题点2
典例引导
C 据图可知，在强光下，PS Ⅱ与LHC Ⅱ分离，减弱PS Ⅱ光复合体对光能的捕获；在弱光下，PS Ⅱ与LHC Ⅱ结合，增强PS Ⅱ光复合体对光能的捕获。LHC Ⅱ和PS Ⅱ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化，故叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，会导致类囊体上PS Ⅱ光复合体与LHC Ⅱ结合增多，从而使PS Ⅱ光复合体对光能的捕获增强，A正确；镁是合成叶绿素的原料，叶绿素能吸收、传递和转化光能，若Mg2＋含量减少，PS Ⅱ光复合体含有的光合色素含量降低，导致PS Ⅱ光复合体对光能的捕获减弱，B正确；弱光下PS Ⅱ光复合体与LHC Ⅱ结合，有利于对光能的捕获，C错误；类囊体膜上的PS Ⅱ光复合体含有光合色素，在光反应中，其能吸收光能并分解水产生H＋、电子和O2，D正确。
针对练习
4.A 叶绿素蛋白质复合体的作用是吸收、传递和转化光能，据图可知，在光的作用下低能电子转变为高能电子，然后在电子传递过程中逐渐释放能量用于ATP和NADPH的合成，因此光能先转化为电能，再转化为ATP和NADPH中的活跃化学能，A错误；发生在光系统Ⅰ和光系统Ⅱ中的电子被光激发的反应是光反应过程中最为重要的，由此可知光系统Ⅰ和光系统Ⅱ均位于类囊体膜上，B正确；由图可知，光系统Ⅱ中丢失的电子由水中的电子补充，经光系统Ⅰ后电子最终与NADP＋结合生成NADPH，C正确；若降低周围环境的CO2浓度会导致暗反应速率减慢，单位时间内ATP和NADPH的消耗量减少，从而导致光反应速率下降，因此单位时间内高能电子的产生量下降，D正确。
5.B 图中体现了膜蛋白的催化、物质运输、能量转换功能，A错误；若CO2浓度降低，生成的C3减少，暗反应消耗的NADPH减少，生成的NADP＋减少，则图中电子传递速率会减慢，B正确；ATP合酶顺浓度梯度运输H＋，则类囊体腔内H＋的浓度高于叶绿体基质，故H＋由叶绿体基质进入类囊体腔的过程属于主动运输，C错误；据图可知，O2产生后扩散到细胞外共需要穿过类囊体膜单层膜、叶绿体双层膜、细胞膜单层膜，共4层生物膜，D错误。
命题点3
典例引导
（1）ATP和NADPH 核酮糖-1，5-二磷酸和淀粉等
（2）减法原理 加法原理 （3）增大 ①与WT组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用 ②与WT组相比，OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率
解析：（1）在光合作用的暗反应阶段，CO2被固定后形成的两个3-磷酸甘油酸（C3）分子，在有关酶的催化作用下，接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后在叶绿体基质中转化为核酮糖-1，5-二磷酸（C5）和淀粉等。（2）与某品种水稻的野生型（WT）相比，实验组KO为OsNAC敲除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法原理；实验组OE为OsNAC过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。（3）题图和表中信息显示：OE组的净光合速率、叶绿素含量、旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单株产量都明显高于WT组和KO组，OE组蔗糖含量却低于WT组和KO组，说明OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大，究其原因：①与WT组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用；②与WT组相比，OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率。
针对练习
6.B 叶绿体是双层膜结构，外膜的外面是细胞质基质，据图可知，TPT既能转运丙糖磷酸又能转运磷酸，具有专一性和饱和性，但位于叶绿体内膜上，A正确。白天，光合作用形成较多3-磷酸甘油酸，与ADPG焦磷酸化酶结合后，便催化形成淀粉，晚上光合磷酸化停止，积累在叶绿体里的Pi浓度便升高，便抑制淀粉形成，因此，白天或光照下3-磷酸甘油酸/Pi的比值高时，合成淀粉活跃；在夜晚或暗处则抑制淀粉合成，转而合成蔗糖，B错误。由图可知，TPT把细胞质基质中的Pi运入叶绿体的同时把丙糖磷酸运出叶绿体，Pi浓度降低，丙糖磷酸运出叶绿体受抑制，C正确。白天，光照较强，光下TPT活性受到限制，TPT不能将Pi（无机磷酸）运回叶绿体基质，不会抑制ADPG焦磷酸化酶活性，从而促进淀粉的合成，因此白天叶绿体基质中有大量淀粉的合成，D正确。
7.（1）类囊体薄膜 C5 （2）TPT被抑制，TP从叶绿体输出受阻，TP在叶绿体基质中合成淀粉 抑制 （3）增加
（4）增加
解析：（1）光反应的场所在叶绿体类囊体薄膜；卡尔文循环中与CO2结合的物质是C5。（2）TPT可以将磷酸丙糖运出叶绿体，如果用抑制剂抑制小麦的TPT，则磷酸丙糖被留在叶绿体内，合成淀粉，但由于淀粉增加，抑制了光合作用的进行。所以淀粉合成增加的原因是TPT被抑制，TP从叶绿体输出受阻，TP在叶绿体基质中合成淀粉，而光合作用整体速率降低的原因是叶绿体中淀粉大量积累不能及时运出，光合产物的积累抑制了光合作用的进行。（3）细胞质基质中Pi浓度很低，则运出叶绿体的磷酸丙糖减少，所以该悬浮叶绿体中淀粉的合成会显著增加。（4）在小麦灌浆期，通过增加磷肥的含量，再借助磷酸转运器的作用，将更多的磷酸运入叶绿体，同时将磷酸丙糖运出叶绿体，合成蔗糖，促进光合作用的进行，有利于小麦的生长和产量提高。
突破点2
命题点1
典例引导
（1）高于 高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移；玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，使维管束鞘细胞内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸 （2）酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同
解析：（1）干旱、高光强时会导致植物气孔关闭，吸收的CO2减少，而玉米的PEPC酶对CO2的亲和力高，可以利用低浓度的CO2进行光合作用，同时抑制植物的光呼吸，且玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转移出细胞。（2）将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻叶肉细胞，只是提高了叶肉细胞内的CO2浓度，而植物的光合作用强度受到很多因素的影响；在光饱和条件下如果光合作用强度没有明显提高，可能是水稻的酶活性达到最大，对CO2的利用率不再提高，或是受到ATP和NADPH等物质含量的限制，也可能是因为蓝细菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用机制有所不同。
针对练习
1.B 图中CO2进入叶肉细胞后，与磷酸烯醇式丙酮酸结合，生成草酰乙酸，A正确；高温条件下，C4植物光合效率高的原因是C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力远大于Rubisco酶，故C4植物能够利用较低浓度的CO2进行光合作用，B错误；低浓度CO2条件下，C4植物能够利用低浓度的CO2进行光合作用，C3植物则不能，因此该条件下C4植物可能比C3植物生长得好，C正确；由图可知，苹果酸的主要作用是将叶肉细胞中的CO2转入维管束鞘细胞，D正确。
2.D 该实验是为了验证仙人掌在干旱环境中存在的特殊的CO2固定方式，因此需要把干旱和湿度适宜的环境中CO2的固定方式进行对比，A正确；干旱时，黑暗条件下苹果酸在液泡中储存，使细胞液pH下降，B正确；景天科植物特殊的CO2固定方式是夜间吸收CO2生成苹果酸并储存在液泡中，白天气孔关闭，苹果酸脱羧释放CO2用于光合作用，因此需要通过测定两组仙人掌夜晚同一时间液泡中的pH，以此来确定仙人掌是否存在特殊的CO2固定方式，C正确；干旱环境中，黑暗条件下液泡中因储存较多苹果酸，使pH下降，所以，预期湿度适宜组的pH平均值会高于干旱处理组的pH平均值，D错误。
3.（1）主动运输 此运输过程需要载体蛋白且消耗ATP
（2）CO2的固定 蓝细菌进行光反应，为C3的还原提供ATP和NADPH （3）碳酸酐酶催化HC转化为CO2、BCT1和CO2泵主动运输HC和CO2、羧化体对CO2的通透性低
解析：（1）HC通过BCT1进入蓝细菌细胞需要借助载体蛋白和消耗能量，因此运输方式为主动运输。（2）CO2在羧化体内生成C3反应被称为CO2的固定。C3的还原需要光反应提供ATP和NADPH，而光反应在光照条件下才能进行。（3）分析图可知，蓝细菌通过碳酸酐酶催化HC转化为CO2、BCT1和CO2泵主动运输HC和CO2、羧化体对CO2的通透性低等机制来浓缩CO2。
命题点2
典例引导
（1）CO2的固定 （2）细胞质基质 线粒体基质 （3）有氧呼吸 光呼吸 7～10时，随着光照强度的增加，株系1和2转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程 不能 总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，由图示不能得出株系1的呼吸速率，故不能计算出其总光合速率 （4）相同光照强度和CO2浓度下，株系1的净光合速率较高，积累有机物较多
解析：（1）反应①C5和CO2在酶R的作用下生成C3，是CO2的固定过程。（2）有氧呼吸的第一阶段和第二阶段产生NADH，场所分别为细胞质基质和线粒体基质。（3）由图1可知，光呼吸过程也可以产生CO2；结合教材知识可知，有氧呼吸第二阶段也可以产生CO2，故图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自光呼吸和有氧呼吸。根据题中信息“我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2”推测，7～10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异是株系1和2与WT的光呼吸速率存在差异导致的，再结合题干信息“光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程”推测，7～10时，随着光照强度的增加，株系1和2转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，从而导致株系1和2的净光合速率增强。总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，根据图3无法推出株系1的呼吸速率，故据图3中的数据不能计算出株系1的总光合速率。（4）由图2和图3可以看出，在相同光照强度和CO2浓度下，与株系2相比，株系1的净光合速率较高，积累的有机物较多，产量可能更具优势。
针对练习
4.A 玉米、大豆叶片中通过有氧呼吸消耗氧气的场所是线粒体内膜，通过光呼吸消耗氧气的场所在叶绿体基质，A正确；在较强光照下，Rubisco以五碳化合物（RuBP）为底物，在CO2/O2值高时，使RuBP结合CO2发生羧化；在CO2/O2值低时，使RuBP结合O2发生氧化进行光呼吸，由以上可知，光呼吸和卡尔文循环发生场所一致，在叶绿体基质进行，B错误；由图可知，在CO2/O2的值低时，RuBP结合氧气发生光呼吸，光呼吸会消耗多余的ATP、NADPH，C错误；干旱、晴朗的中午，胞间CO2浓度会降低，叶肉细胞中光呼吸强度较通常条件下会增强，D错误。
5.（1）蛋白质 光呼吸 （2）强氧化剂 H2O （3）线性电子传递 H＋、NADP＋ C3的还原 （4）提高Cb6/f复合体的活性（效率），避免电子积累，从而减少活性氧的产生，避免细胞凋亡 （5）①光照、H蛋白 CO2浓度、温度等 ②突变体的NPQ强度更大，NPQ减少PS Ⅱ损伤的功能强于H蛋白的修复功能
解析：（1）光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，膜上蛋白与光合色素形成的复合体，能够吸收、传递、转化光能。强光下该反应中的电子积累导致活性氧增加，此时CO2供应不足还会引起植物发生损耗能量的光呼吸过程。（2）在光照条件下，PS Ⅱ中部分叶绿素a会失去电子转化为强氧化剂从水中夺取电子，即水分解为氧和H＋、电子，引起O2释放。（3）由图可知，在线性电子传递中，电子经PS Ⅱ、Cb6/f和PS Ⅰ最终与H＋、NADP＋结合生成NADPH，同时产生ATP共同参与暗反应中C3的还原过程。（4）研究表明，缺失C37蛋白的拟南芥，在强光下更容易得萎黄病，由题干知C37蛋白能够在强光下影响Cb6/f复合体的活性，所以推测C37蛋白在抵御强光胁迫，避免细胞凋亡中的作用是提高Cb6/f复合体的活性（效率），避免电子积累，从而减少活性氧的产生，避免细胞凋亡。（5）①据题意拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，结合题图分析实验的自变量有光照、H蛋白；两组实验应在无关变量一致的环境条件下进行，该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有CO2浓度、温度、水分等。②据图分析，强光照射下突变体中NPQ相对值高，而NPQ能将过剩的光能耗散，从而使流向光合作用的能量减少，也就是说突变体的NPQ强度大，能够减少强光对PS Ⅱ的损伤且减少作用大于野生型H蛋白的修复作用，这样导致突变体的PS Ⅱ活性高，能为暗反应提供较多的NADPH和ATP，促进暗反应进行，因此突变体的暗反应强度高于野生型，从而导致突变体的光合作用强度高于野生型。
突破点3
命题点1
典例引导
（1）失水 减小 （2）促进 （3）脱落酸含量升高可促进气孔关闭，从而减少蒸腾作用，保存植物体内水分，使植物能够在干旱环境中生存 （4）rhc1
解析：（1）保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致细胞液的渗透压降低，保卫细胞失水，引起气孔关闭。气孔关闭后，叶肉细胞CO2吸收减少，植物光合作用速率减小。（2）r是rhc1基因功能缺失突变体，即缺少rhc1基因产物，wt能正常表达rhc1基因产物。分析图2，高浓度CO2时，wt组气孔开放度低于r组，说明高浓度CO2时rhc1基因产物能促进气孔关闭。（3）短暂干旱条件下，植物体内脱落酸含量升高，促进气孔关闭，能够减少蒸腾作用，保存植物体内水分，使植物能够在干旱条件下生存。（4）分析图2可知，高浓度CO2时，r组气孔开放度高于wt组、h组和h/r组，结合图1分析，高浓度CO2时，植物体经过一系列调控机制最终使气孔关闭。r是rhc1基因功能缺失突变体，高浓度CO2时，r组气孔开放度高，说明缺失rhc1基因编码的蛋白质不能引起气孔关闭。由此推测，rhc1基因编码的是蛋白甲。
针对练习
1.B 由图可知，气孔导度随着CO2浓度的升高而降低，气孔导度达到最大时，CO2浓度较低，植物的光合作用强度不一定最大，A错误；由图可知，当CO2浓度为170 ppm时，适当提高光照强度会增加气孔导度，B正确；当光照强度为0、CO2浓度小于170 ppm时，气孔导度随CO2浓度减小而增加，C错误；气孔导度受CO2浓度、光照强度、温度等多种环境因素的影响，当CO2浓度和光照强度均不变时，气孔导度也会发生改变，D错误。
2.A A是因为气孔导度下降影响了植物获得的CO2量，进而影响暗反应，导致净光合速率下降，这是气孔限制；而C5羧化酶活性降低，C5再生能力降低，影响了暗反应的CO2固定，也会影响净光合速率，这属于非气孔限制，所以导致光合作用降低的因子可分为气孔限制和非气孔限制两个方面，图中A、B分别是气孔限制、非气孔限制。长时间存在A、B限制时，叶绿体的C3含量是C5的两倍，A正确；A是气孔限制，由于气孔导度下降会使胞间CO2浓度下降，净光合速率下降，B错误；B限制是非气孔限制的结果，气孔导度下降、净光合速率下降，则胞间CO2浓度无法确定，C错误；由于气孔导度下降会使胞间CO2浓度下降，净光合速率下降会使胞间CO2浓度上升。B限制时胞间CO2浓度上升与净光合速率下降引起的结果相同，所以情况B限制是非气孔限制的结果。在A限制和B限制基础上测得某植物叶片在某段时间内出现第三种情况，如气孔导度上升、净光合速率下降，此时胞间CO2浓度上升与气孔导度上升和净光合速率下降引起的结果相同，所以既存在气孔限制也存在非气孔限制，若气孔导度上升、净光合速率下降，则胞间CO2浓度上升，D错误。
3.（1）叶绿体基质 C5、酶 （2）升高 在重度干旱胁迫下，玉米幼苗叶绿体类囊体膜损伤，光合色素减少，尤其是叶绿素减少，使得光反应速率下降，影响暗反应对CO2的吸收，使Ci增多，Ci/Ca比例增大，Ls逐渐减小
解析：（1）绿色植物光合作用固定CO2的过程属于暗反应的一个过程，发生在叶绿体基质，该过程必需的物质条件除CO2外，还有C5和酶。（2）光补偿点是指植物光合速率与呼吸速率相等时的光照强度值，在轻度干旱胁迫下，植物气孔导度有所降低，植物吸收二氧化碳减少，光合速率降低，需要吸收更多的光才能达到与呼吸速率相等的光合速率，故植物的光补偿点会升高；在重度干旱胁迫下，玉米幼苗叶片逐渐变黄，且Ls呈逐渐减小趋势，结合题干，可能原因是在重度干旱胁迫下，玉米幼苗叶绿体类囊体膜损伤，光合色素减少，尤其是叶绿素减少，使得光反应速率下降，影响暗反应对CO2的吸收，使Ci增多，Ci/Ca比例增大，Ls逐渐减小。
命题点2
典例引导
1.D 呼吸作用的最适温度高于光合作用，气温升高，植物呼吸作用增强，消耗的有机物增多，造成作物减产，A正确；温度升高，可能导致光合作用相关酶的活性降低，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；温度升高，蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，从而影响正常的生命活动，造成减产，C正确；据题干信息可知，高温使叶片变黄、变褐，推测高温导致叶绿素降解，光反应产生的NADPH和ATP减少，NADH在细胞呼吸过程中产生，D错误。
2.A 脱落酸的主要合成部位为根冠、萎蔫的叶片等，叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会升高，A错误。干旱缺水时，气孔部分关闭，从而导致进入叶肉细胞的CO2减少，B正确。植物细胞失水时主要丢失的是自由水，从而导致细胞内结合水与自由水比值增大，C正确。水在生物体内的流动可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输，D正确。
针对练习
4.C 由题意可知，都匀毛尖色泽翠绿，具有抗氧化的功效，可见都匀毛尖色泽翠绿与叶绿素未被氧化有关，A正确；由题表可知，与对照组相比，随着干旱胁迫程度的增加叶绿素含量逐渐下降，O2释放速率逐渐减慢，因此乙组O2释放速率减慢与叶绿素含量减少有关，B正确；中度胁迫和重度胁迫下茶苗的叶绿素含量低，光合作用速率小于呼吸作用速率，但不小于零，C错误；由题表可知，与对照组相比，随着干旱胁迫程度的增加叶绿素含量逐渐下降，O2释放速率逐渐减慢，光合速率减慢，表明干旱胁迫是通过影响叶绿素的含量影响光合速率，D正确。
5.（1）水和二氧化碳 干旱导致叶片的气孔开放程度降低，使烟草幼苗吸收的CO2减少 （2）E 减少烟草花叶病毒对烟草幼苗的侵害 （3）较少 图甲中，烟草花叶病毒胁迫下，烟草幼苗的净光合速率小于干旱胁迫下的 （4）将长时间处于干旱土壤中的烟草幼苗均分为两组，一组移栽到湿润土壤中种植，另一组在原条件下继续种植，间隔相同时间后分别测定并比较二者的光合速率大小
解析：（1）光合作用是将水和二氧化碳转变为有机化合物并释放出氧气的过程；分析图甲：与对照组相比，其他组的净光合速率都下降；干旱胁迫能降低净光合速率的原因可能是干旱导致叶片的气孔开放程度降低，使烟草幼苗吸收的CO2减少。（2）对比图甲、图乙结果，恢复期E组即干旱胁迫后加水组的烟草幼苗的净光合速率恢复程度最大；图乙中有烟草花叶病毒胁迫的两组加宁南霉素处理，即F组和E&F；通过比较这两组，可知宁南霉素的作用可能是减少烟草花叶病毒对烟草幼苗的侵害。（3）分析图甲实验结果可知，烟草花叶病毒胁迫下，烟草幼苗的净光合速率小于干旱胁迫下的，即与干旱胁迫相比，烟草花叶病毒胁迫下的烟草幼苗含有的有机物的量较少。（4）实验目的是验证长时间处于干旱土壤中的烟草幼苗，重新种回湿润土壤中，烟草幼苗的光合速率反而降低。实验需要遵循对照原则，控制无关变量原则、单一变量原则等；实验思路为：将长时间处于干旱土壤中的烟草幼苗均分为两组，一组移栽到湿润土壤中种植，另一组在原条件下继续种植，间隔相同时间后分别测定并比较二者的光合速率大小。
大题突破（一） 细胞代谢类
典例示范
（1）ATP、NADPH 突变体细胞分裂素合成更多，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成 （2）高 突变体气孔导度大、胞间CO2浓度低；固定的CO2能力强 （3）突变体蔗糖转化酶活性高于野生型；更多的蔗糖分解成单糖，运输到籽粒的蔗糖少于野生型
同向题组
1.（1）遮阴比例 叶绿素含量、净光合速率
（2）B 各组玉米籽粒的平均重量 （3）A 实验思路：取等量A、C两组玉米叶片若干，记为A、C两组，分别提取和分离两组叶片中的光合色素，比较两组叶片中叶绿素含量的多少 （4）提高玉米产量的最适遮阴比例是多少（或为什么B2组叶绿素含量和净光合速率最低）
解析：（1）自变量是人为控制不一样的条件，结合表格可知，本实验的自变量为遮阴比例，因变量的观测指标有叶绿素含量、净光合速率。（2）依据实验结果可推测B组玉米产量可能更高，因为其净光合速率最大，可在收获后分别测量各组玉米籽粒的平均重量进行验证。（3）某兴趣小组为验证C组的叶绿素含量升高，需要分析玉米植株遮阴处理后光合色素含量的变化，应以A组（A组处于正常条件下）为对照，验证这种差异的实验思路为：取等量A、C两组玉米叶片若干，记为A、C两组，分别提取和分离两组叶片中的光合色素，比较两组叶片中叶绿素含量的多少。（4）基于实验现象及结果，可以提出的问题为：提高玉米产量的最适遮阴比例是多少？（或为什么B2组叶绿素含量和净光合速率最低？）
2.（1）NADPH（或还原型辅酶Ⅱ） 暗反应（或卡尔文循环） （2）高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小 （3）实验组的净光合速率均明显小于对照组 长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异 （4）将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲、乙两组，两组植物均进行饥饿处理（置于黑暗中处理一段时间），甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲、乙两组的叶绿体，脱绿后制作成匀浆，分别加入碘液后观察 甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生
解析：（1）在植物光合作用的光反应阶段，光能被光合色素捕获后，转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。在暗反应阶段ATP和NADPH中的化学能再进一步转化固定到糖类等有机物中。（2）据图可见，用某一高浓度O3连续处理甲植物不同时间，与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。（3）据图3可见，O3处理75天后，曲线3净光合速率小于曲线1、曲线4净光合速率小于曲线2，即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；曲线4净光合速率比曲线3下降更大，即长时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。（4）要验证叶绿体中有光合作用产物淀粉，需要将叶绿体提取出来并检测其中淀粉。因此将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲、乙两组，两组植物均进行饥饿处理（置于黑暗中处理一段时间），甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲、乙两组的叶绿体，脱绿后制作成匀浆，分别加入碘液后观察。预期的结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
69 / 72微专题1 酶和ATP
主｜干｜知｜识｜整｜合
1.四个角度区别酶和激素
2.酶的特性及影响酶促反应速率的因素
（1）酶的特性曲线
①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，表明酶具有 。
②图2中两曲线比较，表明酶具有 。
（2）影响酶促反应速率的因素分析
①分析图1和图2：温度和pH通过影响 来影响酶促反应速率。
②分析图3：OP段限制酶促反应速率的因素是 ，P点以后的限制因素则是 。
提醒：①温度、pH通过影响酶的活性影响酶促反应速率。
②底物浓度、酶浓度通过影响底物和酶的接触面积来影响反应速率，其并不改变酶活性。
3.图示ATP的分子组成
提醒：①ATP≠能量。
②生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少，其供应取决于ATP与ADP间快速转化。
③ATP合成时可产生水，水解时需消耗水。
4.理清能量转换过程和ATP的来源与去路
易｜错｜易｜混｜辨｜析
判断下列有关酶和ATP的叙述的正误
（1）（2023·广东卷）具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。（ ）
（2）（2021·全国甲卷）酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。（ ）
（3）（2022·浙江卷）腺苷三磷酸分子是由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。（ ）
（4）（2022·浙江卷）腺苷三磷酸分子在水解酶的作用下不断地合成和水解。（ ）
（5）叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶。（ ）
（6）植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP。（ ）
原｜因｜原｜理｜阐｜释
1.（2023·全国乙卷32题节选）酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是 ；煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的 。
2.酶制剂适于在低温（0～4 ℃）下保存的原因是
。
3.测定蛋白酶活性时不能用双缩脲试剂检验蛋白质是否被蛋白酶水解，原因是
。
4.ATP中含有3个磷酸基团，磷酸基团带有负电荷。请从电荷间的相互作用角度解释ATP分子中远离腺苷的那个特殊的化学键容易水解的原因是 。
5.若要利用适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、3.5％FeCl3溶液、0.01％过氧化氢酶溶液等材料用品，设计实验同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性，请简要写出实验思路及预期的实验结果
。
突破点 运用科学思维分析酶和ATP核心知识
酶的抑制剂与酶促反应速率
（2021·湖北高考21题改编）酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复）。已知甲、乙两种物质（能通过透析袋）对酶A的活性有抑制作用。取两支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液，一段时间后，测定两试管中酶的活性，然后将两试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。以下实验结果可以证明甲物质为可逆抑制剂，乙物质为不可逆抑制剂的是（ ）
A.透析后，两组的酶活性均比透析前高
B.透析前后，两组的酶活性均不变
C.加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变
D.加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高
1.酶促反应速率与酶、底物的关系
Km是反应速率达到最大反应速率一半时的底物浓度，Km值反映的是酶对底物的亲和力：Km越小，说明在较低的底物浓度下就可以达到酶促反应速率的一半，即酶对底物的亲和力高；反之，则低。
2.酶的抑制剂
（1）不可逆抑制剂
不可逆抑制剂与酶分子以共价键结合，过程不可逆，使酶永久失活，甚至使酶分子受到破坏，如某些重金属。
（2）可逆抑制剂
①竞争性抑制剂
竞争性抑制剂的结构和底物很相似，能和底物竞争酶的活性中心的结合位点，使酶不能与底物顺利结合，酶的平均活性下降；当底物浓度升高时，底物与酶的结合处于优势，甚至可能消除抑制剂对酶的抑制效果；所以竞争性抑制剂对酶促反应的最大反应速率没有影响，但Km会增大。
②非竞争性抑制剂
非竞争性抑制剂的结构和底物不同，不与底物竞争酶的结合位点，而是与酶分子的其他部位可逆结合，因此酶与抑制剂的结合不影响酶与底物的结合。非竞争性抑制剂可以降低一定量的酶的最大反应速度，但不改变酶对底物的亲和力，即Km不变。
1.（2024·山东临沂模拟）酶抑制剂包括竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂。竞争性抑制剂通过与底物争夺酶的结合位点来抑制酶的活性，非竞争性抑制剂通过与酶结合后改变酶的结合位点的结构来抑制酶的活性。下图表示相同酶溶液分别在无抑制剂、两种不同抑制剂条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的情况。已知该实验中只使用了一种酶，下列说法错误的是（ ）
A.甲组为无抑制剂条件下底物浓度与反应速率的关系
B.乙组反应体系中加入了竞争性抑制剂，增加底物浓度能促进反应速率提高
C.丙组反应体系中加入了非竞争性抑制剂，增加酶浓度不能促进反应速率提高
D.甲组在底物浓度为15时再加入相同的酶，酶促反应速率将呈现上升趋势
2.（2024·湖南怀化模拟）酶抑制剂能降低酶的活性，主要有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两大类。图1表示两种抑制剂的作用机理；图2为最适温度下酶促反应曲线，Km表示最大反应速率（Vmax）一半时的底物浓度。下列相关说法错误的是（ ）
A.酶的合成场所是核糖体，形成过程中脱去水分子
B.竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增加底物浓度而解除
C.加入非竞争性抑制剂会使Vmax降低，Km值不变
D.Km值越小，酶与底物亲和力越高
酶的实验设计与分析
（2024·浙江1月选考17题）红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。
步骤 处理 试管1 试管2
① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL
② HCl溶液（6 mol/L） — 0.2 mL
③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL
④ 试管1加0.2 mL H2O。2支试管置30 ℃水浴1小时
⑤ HCl溶液（6 mol/L） 0.2 mL —
⑥ 试管2加0.2 mL H2O。测定2支试管中的产物量
下列叙述错误的是（ ）
A.低温提取以避免PAL失活
B.30 ℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗
C.④加H2O补齐反应体系体积
D.⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
探究酶特性的相关实验设计
3.（2024·广东广州二模）甲试管中装有2 mL可溶性淀粉溶液、2 mL酶①溶液；乙试管中装有2 mL蔗糖溶液、2 mL酶①溶液；丙试管中装有2 mL可溶性淀粉溶液、2 mL酶②溶液。利用上述试管验证酶的专一性。下列有关该实验的叙述，正确的是（ ）
A.验证酶的专一性时，只需要考虑自变量的影响，不需要考虑无关变量
B.若酶①为淀粉酶，则甲、乙试管进行对比时可选用碘液作为检测试剂
C.若酶①为淀粉酶，酶②为蔗糖酶，则甲、丙试管进行对比时可选用斐林试剂作为检测试剂
D.甲试管中加入的淀粉溶液、酶溶液都是2 mL，是为了排除无关变量的干扰
4.（2024·黑龙江哈尔滨三模）为探究“pH对酶活性的影响”，某同学对实验装置进行了改进，如图所示。只松开分止水夹H2O2溶液不会注入各试管中。下列叙述不正确的是（ ）
A.水槽中滴几滴黑墨水的作用是便于观察量筒内的氧气体积读数
B.先打开总止水夹，再打开分止水夹可保证各组实验同时开始
C.各个试管中除了缓冲液的pH不同外，其他条件应相同且适宜
D.该实验装置也可用来验证酶具有高效性
NTP、dNTP与能量代谢
（2024·全国甲卷2题）ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成。ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键。下列叙述错误的是（ ）
A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量
B.用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C.β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂
D.光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键
1.明确ATP与核酸的关系
2.磷酸肌酸与ATP
（1）磷酸肌酸是肌肉或其他兴奋性组织中的一种高能磷酸化合物。细胞在急需供能时，在酶的催化下，可生成ATP，以维持细胞中ATP含量的相对稳定：
磷酸肌酸（C～Pi）＋ADPATP＋肌酸（C）
（2）ATP-磷酸肌酸供能系统
进行百米赛跑的前数秒，ATP主要来源于磷酸肌酸；200～400 m赛跑，ATP主要靠无氧呼吸产生；较长时间的运动，如马拉松，主要靠有氧呼吸供应ATP。
5.（2024·山东滨州一模）GTP（鸟苷三磷酸）的作用与ATP类似，线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白。线粒体分裂时，在其他蛋白的介导下，发动蛋白有序地排布到线粒体分裂面的外膜上，组装成环线粒体的纤维状结构。该结构缢缩，使线粒体一分为二。下列说法正确的是（ ）
A.GTP因含有三个特殊化学键而具有较高能量
B.线粒体分裂体现了发动蛋白具有催化、运动等功能
C.一般情况下，发动蛋白结合到线粒体外膜上等待激活
D.环线粒体的纤维状结构由单糖脱水缩合而成
6.（2024·江西赣州模拟）磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下，将自身的磷酸基团转移给ADP分子，合成ATP，有助于维持细胞内ATP含量稳定。研究人员对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组（肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理）肌肉收缩前后ATP和ADP的含量（单位为10－6mol·g－1），结果如下表所示。下列有关叙述，错误的是（ ）
物质种类 对照组 实验组
收缩前 收缩后 收缩前 收缩后
ATP 1.30 1.30 1.30 0.75
ADP 0.60 0.60 0.60 0.95
A.肌酸激酶阻断剂的作用机理可能是改变了肌酸激酶的空间结构
B.肌酸激酶存在于肌肉细胞等多种细胞内，说明其不具有专一性
C.上述ATP的合成反应中伴随着磷酸基团的转移和能量的转化
D.实验组中数据表明，部分ATP水解可能生成了AMP而不是ADP
提示：完成课后作业 第一部分 专题二 微专题1
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